超高清水混凝土独立圆柱施工技术
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[摘要]：新疆伊宁县援疆干部和专业技术人才周转房及综合培训基地工程，由办公及公寓楼、报告厅、餐厅三个单体组成，其中报告厅主体结构为圆柱承重，圆柱高18.05m，采用超高独立圆柱支撑。超高独立圆柱施工具有很高的难度，模板体系的刚度、强度及稳定性的控制尤其重要，圆柱外观质量要求达到清水混凝土的观感效果更是不易。本文结合工程实例介绍了该施工技术的方法及经验，为类似工程施工应用提供借鉴。
中图分类号：TV331文献标识码： A
1.工程概况
伊宁县援疆干部和专业技术人才周转房及综合培训基地工程，地处伊宁县宾馆院内。该工程由江苏省建筑设计研究院有限公司设计，新疆宏基兴土木工程有限公司勘察，江苏省苏中建设集团股份有限公司施工总承包。主要包括三个单体建筑，分别为办公及公寓楼、报告厅、餐厅，总建筑面积9906.19O。其中报告厅结构形式为独立基础、框架结构，网架屋面。
报告厅框架圆柱共有16根，圆柱直径为1000mm，圆柱高度为18.05m。圆柱间距为4m×18m。
2.施工技术难点
由于柱单层高度超高，且为独立圆柱，柱距大，故圆柱的模板系统设计要求高，不但要保证圆柱的平整度与垂直度，更要保证模板支撑围护加固体系的稳定性。这给钢筋的绑扎及混凝土浇筑带来很大的困难。现浇混凝土拆模后柱面观感质量要求达到清水混凝土效果，模板的选材、拼缝以及混凝土配制都必须精心处理。
3.关键施工技术及施工工艺
3.1支撑系统
采用满堂脚手架支撑体系，立杆沿梁跨度方向间距0.5m，立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.1m，立杆步距1.5m，板底承重立杆横向间距或排距0.9m，梁两侧立杆间距0.9m，梁底增加承重立杆根数为1根（梁截面≥400时，梁底设2根），立杆采用双扣件承重连接方式。
所有高支模立杆底部需要铺设通长脚手板，设纵横向扫地杆，梁底方向需设剪刀撑，每隔四步设水平剪刀撑。
独立圆柱周围四周加5×10cm的木方四个，然后每隔50―150cm距离用钢管固定木方，并与周围排架相连接，形成整体。
3.2模板施工
3.2.1模板加工制作
圆柱采用定型木制圆模板，由专业模板厂制作。形式为两个半圆形，标准节单片长度3m，模板板厚18mm，模板接口处独有的凹凸槽设计，使拼缝紧密结合，防止跑浆、漏浆，使混凝土脱模既快又美观，同时又有稳定加固的作用。模板从上往下每隔20―30mm采用钢带加固。加工完成的模板如图1。
图1制作完成的模板
3.2.2柱模拼装与支设
根据不同柱高进行现场分段组装成圆柱面整体，每段高约6m。在塔吊起吊范围内用塔吊吊装到位安装，吊不到的部位用汽车吊吊起扣在已绑扎好的柱子钢筋笼骨架上。合模前应仔细清理模板内侧（先用粗砂纸打磨，后用细砂纸打磨），保证光洁并均匀涂涮无色脱模剂，模板接缝处理要严密，在凹凸槽中满涂黄油，既保护了凹凸槽，也防止跑浆、漏浆的情况发生。模板每次周转使用均应进行全面检查校正并抛光打磨一次。
模板安装细节有四大要点：
（1）模板要错位安装：模板每段高度为6m，加工制作好的模板为3m，故在安装时，对模板进行错位安装。先用铁丝进行合拢闭合，然后用固定钢带加固，固定钢带之间的间距为20―30cm一个。模板合拢加固后，模板的底部圆平面最好离地面0.5―1cm距离并用混凝土填缝。
（2）钢带水平安装：钢带安装时最好用钢尺对模板进行测量，在模板的同一高度四周钉上3―4个小钉子。上钢带时把钢带放在钉子上，即可保持钢带的安装水平，安装螺丝时，每一个螺丝拧紧度要保持一致，这样才能保证钢带松紧度的一致性及施工安全。
（3）上下接口进行加固：两块模板上下接口安装的部位可以增加一条钢带进行加固，钢带一定要水平覆盖加固在接口部位，圆柱模板浇灌混凝土七米以内可以一次性浇灌，七米以上分两次浇灌，第一次浇灌后30―60分钟即可进行第二次浇灌。
（4）对模板进行保护：模板安装好以后了对模板进行保护，要在模板四周加5×10cm的木方四个，并用钢管的木方进行固定，钢管上下间的距离为50―150cm，这样不仅可以对模板进行垂直定位，而且可以使模板的受力形成一个整体，达到二次加固的作用。
3.3钢筋工程
为保证结构柱行列整齐对应，位置准确，首先要保证钢筋位置准确不位移，主要措施如下：
（1）严格控制钢筋配料加工尺寸专门设置钢筋加工场地，所有调直、切断、弯曲、成型、套丝等工序均采用机械设备加工，为控制钢筋成型尺寸，首先要复核下料单各型号钢筋尺寸，加工时先预加工几个箍筋并复核成型尺寸，以调整钢筋弯曲调整值造成加工偏差，确定无误后方可批量加工制作。为保证钢筋骨架的圆度，在圆柱钢筋骨架内沿纵向间隔2m增加一道φ16定位箍筋，定位箍筋在模具上成型，接头焊接，并在周边按柱主筋的分布位置用φ6短筋焊接主筋定位卡，严格把好钢筋配料关，认真按图配料，严格检查配料尺寸，认真按图纸复核，对于钢筋保护层除满足设计主筋保护层要求外，箍筋分布的保护层按规范要求控制在不小于15mm，防止混凝土收缩时沿箍筋出现裂缝。
（2）钢筋接头和绑扎根据设计要求，主筋的连接方式为镦粗直螺纹，这样可以保证接头范围内钢筋的密度不增加，保证钢筋位置准确，不发生位移，钢筋绑扎的扎丝应折向钢筋骨架中间，以防止因折向外面露出表面后锈蚀污染混凝土表面。
（3）防止钢筋位移的措施确保钢筋生根位置准确：将柱位找中找圆，并找出主筋间距，将其与基础底板或楼层钢筋绑扎并点焊固定,保证主筋位置精确和不移动。
（4）防止浇筑混凝土时钢筋移位：柱筋绑扎前应调至准确位置，做到上下垂直，保护层采用专用高强水泥垫块，均匀、统一布置，以保证保护层的厚度。
3.4混凝土工程
由于是清水混凝土，不仅要保证结构设计所要求的强度，而且要有良好的外观效果，同时要兼顾高柱混凝土浇筑时混凝土的密实度易于控制。所以从混凝土配合比、浇筑、振捣、养护和管理工作几方面采取措施。
3.4.1混凝土的配制
（1）清水混凝土的原材料水泥：应采用同品牌、同规格、同颜色、同产地、同批量的水泥，要求水泥颜色纯正，安定性和强度良好的普通硅酸盐水泥。粗骨料（碎石）选用强度高，5mm～31.5mm粒径、连续级配好、同颜色、含泥量≤0.8%的碎石。细骨料（砂子）选用洁净的中粗砂，细度模数2.5以上，含泥量≤2%。掺入粉煤灰可改善混凝土的流动性和后期强度，宜选用按《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ146）规定细度Ⅱ级粉煤灰以上的产品。外加剂使用缓凝减水剂。
（2）混凝土配合比要求混凝土达到大塌落度、易振捣或免振自密实、低泌水性。
3.4.2混凝土的浇筑
混凝土的浇筑采用汽车泵浇筑，根据柱高情况每次浇灌6m高。为保证分段浇灌上下段间拼缝接驳对齐顺直，每段混凝土浇灌到离上部20cm时，在顶面撒布一层细石子后进行混凝土的抹压收浆。下料采用串筒，防止混凝土浆污染柱模板内侧形成泥皮，影响拆模后混凝土表面质量。下料要均匀，以免冲击钢筋或造成混凝土离析。严格控制每次下料的高度和厚度。振捣方法要求正确，不得漏振和过振。采用二次振捣法，以减少表面气泡。振捣时间以混凝土翻浆不再下陷和表面无气泡泛起为止，一般为15s左右。为提高施工效率,选取相临近的三根柱子同时交错浇灌。实行振捣手责任制，振捣手定岗定责，奖罚分明。对振捣手经过“应知应会”考核，合格后方可上岗振捣。大批量浇筑混凝土之前先进行实验柱做样板，经业主、设计、监理、施工单位验评，提出验证意见确定标准后方正式施工。
3.4.3混凝土养护和成品保护
为避免形成和减小清水混凝土表面色差，抓好混凝土早期硬化期间的养护十分重要。混凝土柱侧模应在48h后拆除。拆模后先用塑料薄膜严密覆盖养护，塑料薄膜外用麻袋包裹，养护时间一般不得少于14d。浇筑拆模后的柱子四周用钢管搭设围护架防护。柱包裹料在楼地面及室内装饰施工完毕前不得拆除。
3.4.4混凝土表面缺陷修补
尽管已采取了各种措施，但拆模后由于混凝土的泌水性，模板的漏浆和混凝土本身的含气量较大，其表面局部可能会产生一些小气泡、孔眼和砂带等缺陷。拆模后应立即清除表面浮浆和松动的砂子，采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体修复缺陷部位，待水泥浆体硬化后，用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，并用水冲洗洁净，确保表面无色差。
4.效果总结
超高独立圆柱施工过程中均未发生跑模涨模漏浆现象，拆模后柱身浑圆，柱面光洁平滑，质量缺陷和通病得到了良好的消除，观感质量达到清水混凝土效果，混凝土强度等级经检验符合设计要求。更为成功的是柱子全高垂直度最大偏差仅4mm，按照现行规范，现浇结构垂直度允许偏差值为H/1000且≤30mm，本工程为≤18.05mm，实测值仅为允许偏差值的1/4。
伊宁县援疆干部和专业技术人才周转房及综合培训基地工程，报告厅的圆柱整齐有序的排列在外侧轮廓线上，与网架屋面交相配合，充分展示了设计师的独运匠心，整体造型极具优美的视觉冲击力，为江苏省援建新疆基础建设树立了一座丰碑。
参考文献
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[2]中国建筑工程总公司编清水混凝土施工工艺标准中国建筑工业出版社2005
[3]中国建筑科学研究院编混凝土结构工程施工质量验收规范【GB50204-2002（2011年版）】中国建筑工业出版社2011
[4]中国建筑科学研究院，浙江省二建建设集团有限公司合编混凝土泵送技术规程（JGJ/T 10-2011） 中国建筑工业出版社2011